BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. Menghadapi era perdagangan bebas di Indonesia, dimana kita sebagai orang-orang yang akan berkecimpung di dalam dunia teknik (utamanya teknik mesin) dituntut untuk mampu mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan tehnologi di berbagai bidang. Salah satu cara untuk melatih kita agar mampu dan mahir dalam bidang teknik diantaranya adalah dengan belajar mengetahui dan merencanakan ulang suatu komponen dari sebuah mesin, misalnya sabuk: poros, bantalan, roda gigi, kopling, puli dan lain-lain. Dalam tugas elemen mesin I dan II ini saya berkesempatan untuk membahas transmisi putaran dan daya serta reduksi yang terjadi pada transmisi mesin pemarut dan sekaligus peras kelapa. Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan dengan menggunakan roda gigi, sabuk-V, rantai dan sabuk gilir. Oleh karena itu cara transmisi putaran atau daya lain dapat diterapkan dengan menggunakan sebuah sabuk rata atau datar (Flat belt). Transmisi rata ini bekerja atas gesekan belitan pada sekeliling pulley. Namun transmisi sabuk rata biasanya hanya digunakan untuk pemakaian khusus. a. Transmisi flat belt ini memiliki kekurangan dibandingkan dengan transmisi lain. Oleh karena itu transmisi sabuk rata tidak bisa dipakai bila mana dikehendaki putaran yang tetap. Transmisi sabuk rata memiliki keunggulan bila dibandingkan 1 TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.
Menghadapi era perdagangan bebas di Indonesia, dimana kita sebagai orang-orang yang
akan berkecimpung di dalam dunia teknik (utamanya teknik mesin) dituntut untuk mampu
mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan tehnologi di berbagai bidang. Salah satu cara
untuk melatih kita agar mampu dan mahir dalam bidang teknik diantaranya adalah dengan
belajar mengetahui dan merencanakan ulang suatu komponen dari sebuah mesin, misalnya
sabuk: poros, bantalan, roda gigi, kopling, puli dan lain-lain.
Dalam tugas elemen mesin I dan II ini saya berkesempatan untuk membahas transmisi putaran
dan daya serta reduksi yang terjadi pada transmisi mesin pemarut dan sekaligus peras kelapa.
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan dengan menggunakan roda gigi,
sabuk-V, rantai dan sabuk gilir. Oleh karena itu cara transmisi putaran atau daya lain dapat
diterapkan dengan menggunakan sebuah sabuk rata atau datar (Flat belt). Transmisi rata ini
bekerja atas gesekan belitan pada sekeliling pulley. Namun transmisi sabuk rata biasanya hanya
digunakan untuk pemakaian khusus.
a. Transmisi flat belt ini memiliki kekurangan dibandingkan dengan transmisi lain. Oleh
karena itu transmisi sabuk rata tidak bisa dipakai bila mana dikehendaki putaran yang
tetap. Transmisi sabuk rata memiliki keunggulan bila dibandingkan dengan transmisi-
transmisi lain. Transmisi sabuk rata dapat menstransmisikan daya antara dua poros yang
jaraknya dapat sampai 10 m dengan perbandingan putaran 1 : 1 sampai 6 : 1 dengan
kecepatan sabuk maksimum 25 m/s. Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang
lebih sampai 500 Kw. Selain itu harganya juga relatif murah dan mudah mendapatkan
putaran yang dikehendaki.
b. Pada transmisi mesin ini digunakan roda gigi kerucut sebagai media transmisinya. Roda
gigi kerucut merupakan suatu komponen elemen mesin yang cukup penting dan sangat
berpengaruh dalam suatu peralatan mesin, sehingga dalam pembuatannya selalu
membutuhkan ketelitian dan kecermatan yang tinggi. Oleh karena itu perlu perencanaan
dan perhitungan yang matang sebelum membuatnya. Dalam laporan ini saya akan
1TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
membahas tentang perencanaan yang dilakukan pada “Transmisi Sabuk rata dan Roda
Gigi kerucut Pada Mesin pemarut kelapa 1,3 kW”.
1.2 Perumusan masalah .
Dari uraian diatas, maka dalam tugas perencanaan ini kami akan merencanakan sistem
transmisi dengan menggunakan sabuk rata (flat belt). Dengan spesifikasi sebagai berikut :
Daya motor 760 Pk
Putaran motor 1800 rpm
Putaran mesin 1000 rpm.
Transmisi : sabuk rata (flat belt)
Dari data diatas permasalahannya adalah :
Bagaimana menentukan dimensi masing-masing pulley dan jarak terhadap sumbu poros agar
hasil transmisi sesuai sehingga perencanaan dapat terpenuhi.
Bagaimana menentukan komponen-komponen yang mendukung sistem transmisi daya agar
terpenuhi dengan baik
Dalam mentransmisikan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan,
sering kali terjadi permasalahan-permasalahan antara lain reduksi dan daya yang besar yang
harus ditanggung oleh setiap komponen sehingga menimbulkan persoalan dalam
perencanaannya.
Dalam laporan ini permasalahan yang diambil adalah :
Bagaimana merencanakan ulang suatu system transmisi yang menggunakan roda gigi
kerucut, baik bahan, dimensi, pelumasan dan komponen komponen pendukung
lainnya, khususnya pada mesin pemarut kelapa.
1.3 Batasan Masalah.
1. Besarnya daya perencanaan dan putaran pulley dapat ditentukan berdasarkan spesifikasi
yang diperoleh.
2. Perhitungan rasio transmisi maupun masing-masing pulley dan sabuk diperoleh dari teori
dan rumus-rumus perhitungan tentang sabuk rata (flat belt) dan pulley.
3. Perhitungan transmisi masing-masing roda gigi kerucut dan puli diperoleh dari teori dan
rumus-rumus perhitungan roda gigi.
2TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
4. Komponen yang mendukung dalam suatu transmisi adalah roda gigi poros, pasak dan
bantalan.
1.4 Tujuan dan Manfaat.
Tujuan utama dalam perencanaan ini adalah agar penyusun lebih memahami dan
mengerti tentang sesuatu transmisi dengan menggunakan sabuk rata (flat belt) yang
sesuai dengan daya serta putaran yang dikehendaki.
Manfaat yang diperoleh dari penyusunan tugas elemen I dan II adalah agar penyusun
mempunyai wawasan tentang suatu sistem transmisi selain menggunakan sabuk-V, sabuk
gilir, rantai dan roda gigi sekaligus agar penyusun mendapatkan gambaran lebih jelas
tentang sistem transmisi sabuk rata (flat belt).dan roda gig kerucut.
3TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Mesin merupakan suatu rangkaian dari pare part yang dirangkai menjadi suatu kesatuan
membentuk suatu unit yang dapat beroperasi guna membenatu aktifitas manusia. Komponen-
komponen mesin antara lain pasak, poros, bantalan, dan transmisi yang kesemuanya itu
berfungsi meneruskan daya dan putaran dari motor penggerak kebagian-bagian yang digerakkan
sehingga mesin dapat beroperasi.
2.1 Sabuk Rata (Flat Belt).
Transmisi sabuk dapat digolongkan menjadi 3 salah satunya adalah sabuk rata, sabuk rata
dipasang pada pulley silinder dan meneruskan daya antara dua poros yang jarak dapat sampai 10
m dengan kecepatan maksimum sampai 25 m/s.
2.1.1. Bahan sabuk.
Sabuk rata harus mempunyai syarat yaitu kekuatan dan kelambatan dan juga tahan
terhadap pengaruh lingkungan yaitu seperti lembab, uap, kalor, debu dan sebagainya. Sabuk rata
terbuat dari karet, kulit, tenun karbon yang dicelup dalam klorida polifinil (pvc) seperti sabuk
gelit, sabuk rata dililitkan pada pulley silinder atau pulley rantai. Perencanaan sabuk rata unutk
hasil yang baik juga ditentukan bahan sabuk. Penampang sabuk rata dapat lihit pada tabel 2.2
Dovrovolksy
4TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2-1 : Penampang sabuk rata
Gambar 2.2. Cara penyambungan sabuk rata.
Ujung sabuk penggerak dapat disambung dengan sekekang jepit, kait engsel dan lain-lain.
Berikut ini adalah contoh jenis sambungan yang sering dipergunakan pada sabuk rata.
5TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.3 sambungan sabuk rata yang sudah jadi
2.1.2. Jenis penggunaan sabuk.
Menurut jenis penggunaan sabuk dibedakan menjadi dua yaitu sabuk terbuka dan sabuk tertutup.
Contoh penggunaan sabuk :
a. Sabuk terbuka, digunakan untuk mentransmisikan daya pada sumbu poros yang sejajar
dan dengan arah putaran yang sama.
Gambar 2.4. sabuk terbuka
b. Sabuk silang, pada sabuk ini jarang diterapkan karena persilangan antara sabuk dapat
mengakibatkan gesekan antara sabuk sehingga cepat rusak, sabuk silang ini digunakan
untuk mendapatkan arah putaran yang berlawanan.
6TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.5. sabuk silang
2.2 RODA GIGI
Roda gigi adalah suatu transmisi langsung yang berupa piringan plat bergigi yang saling
berkait dan meneruskan putaran dan daya serta kecepatan dengan cara bersentuhan langsung
antara gigi-gigi dalam piringan tersebut. Transmisi ini biasanya digunakan untuk meneruskan
putaran dan daya serta kecepatan antara dua poros yang jaraknya relatif dekat.
Lain halnya dengan transmisi-transmisi lain yang biasanya terjadi selip pada putaran
tinggi dan bila daya tangensial yang terjadi terlalu besar, roda gigi atau gear tidak terjadi selip
dalam meneruskan putaran dan daya. Hal ini karena terdapat penonjolan/gigi dalam piringan
yang kedua bagian persinggungannya berpasangan pas, sehingga seberapa besar daya dan
putaran yang terjadi pada roda gigi tidak akan pernah mengalami selip. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut.
7TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.6. Penonjolan Gigi.
Sumber : R.S. Kurmi ; Machine Design (982)
2.2.1. Macam-Macam Roda Gigi
Ada banyak macam roda gigi diantaranya roda gigi lurus, roda gigi miring, kerucut,
cacing dan lain-lain. Contoh macam-macam bentuk roda gigi dapat dilihat pada gambar 2.6
berikut
Gambar 2.2. Macam-macam roda gigi.
8TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (213)
2.2.1.1. Roda Gigi Lurus (Spur Gear)
Roda gigi lurus merupakan roda gigi yang paling dasar, dengan jalur gigi yang sejajar
poros pada dua bidang silinder. Keduanya bersinggungan dan satu menggelinding pada yang
lainnya dengan sumbu tetap sejajar.
2.2.1.2. Roda Gigi Miring (Helical Gear)
Pada roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang berbentuk ulir pada silinder jarak bagi.
Pada roda gigi miring ini pemindahan momen atau putaran dapat berlangsung dengan halus. Sifat
ini sangat baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan gaya yang besar. Namun demikian
roda gigi miring memerlukan bantalan aksial yang kuat dan kokoh, karena jalur giginya
menimbulkan gaya reaksi sejajar poros. Macam roda gigi miring ada dua yaitu roda gigi miring
tunggal dan roda gigi miring ganda atau yang lebih dikenal dengan roda gigi V.
2.2.1.3. Roda Gigi Cacing (Worm Gear)
Roda gigi cacing merupakan pasangan roda gigi yang biasanya digunakan untuk
memindahkan daya dan putaran pada poros silang yang tidak berpotongan. Roda gigi ini mampu
mereduksi putaran hingga perbandingan 1:100. Ciri yang menonjol dari roda gigi cacing adalah
kerjanya yang halus dan hampir tidak mengeluarkan suara. Sepasangan roda gigi cacing terdiri
dari poros berulir cacing (Pinion) dan roda gigi cacing. Hal ini lah yang menyebabkan roda gigi
cacing hanya dapat mereduksi (menurunkan) putaran saja dan tidak untuk sebaliknya. Bagian-
bagian dari roda gigi cacing dapat dilihat pada gambar 2.3.
9TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.7. Nama bagian roda gigi cacing Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin (276)
2.2.1.4. Roda gigi kerucut (Beavel Gear)
Roda gigi kerucut terdiri dari dua bagian roda gigi yang berbentuk limas yang
dipasangkan sehingga mampu meneruskan putaran dan daya pada kondisi poros yang menyilang.
Roda gigi ini memiliki keunggulan yaitu mampu meneruskan daya dan putaran yang tinggi
dengan suara/bunyi yang relatif rendah bila dibandingkan dengan roda gigi lurus. Bagian-bagian
dari roda gigi kerucut dapat dilihat pada gambar 2.4 berikut.
10TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.8. Nama bagian roda gigi kerucut.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (267)
A. Nama-nama Bagian Roda Gigi
Nama-nama bagian utama roda gigi dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut
Gambar 2.9. Nama-nama Bagian Utama Roda Gigi.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (214)
a. Pitch Circle (Lingkaran Puncak)
Sering disebut dengan diameter jarak bagi. Adalah suatu lingkaran daerah
dimana kedua profil gigi dari sepasang roda gigi saling bersinggungan satu
dengan profil dari roda gigi linnya.
b. Diameter Kepala (Lingkaran Kepala)
11TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Adalah diameter paling besar atau paling luar dari roda gigi.
c. Adendum (Tinggi Kepala)
Adalah jarak antara diameter pitch dengan diameter kepala.
d. Diameter Kaki (Lingkar Kaki)
Adalah diameter pada batas bawah profil gigi.
e. Dedendum (Tinggi kaki)
Adalah jarak antara diameter pitch dengan diameter kaki.
f. Jarak Bagi Lingkaran
Adalah jarak antara ujung satu profil gigi dengan profil gigi berikutnya, terletak
pada diameter pitch.
g. Tebal Gigi
Adalah jarak antara ujung profil satu gigi dengan ujung lain pada gigi tersebut
pada diameter pitch.
h. Lebar Ruang
Adalah jarak antara ujung profil gigi satu dan ujung profil gigi lain yang
bersebrangan pada diameter pitch.
B. Kapasitas Beban Roda Gigi
Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa gigi patah, aus atau pun berlubang-
lubang (bopeng) permukaannya, dan tergores permukaannya karena pecahnya selaput
minyak pelumas. Dalam merencanakan roda gigi hal-hal tersebut harus di antisipasi.
Kekuatan gigi terhadap lenturan dan tekanan permukaan merupakan hal yang penting untuk
diperhatikan. Karena besarnya kontak antara profil gigi adalag 1 atau lebih, maka beban
penuh tidak selalu dikenakan penuh pada satu profil gigi, tetapi demi keamanan,
perhitungan dilakukan atas dasar anggapan bahwa beban penuh dikenakan pada titik
potongan A, yang antara garis tekan dan garis hubung pusat roda gigi pada puncak gigi
seperti pada gambar 2.6. Gaya pada gigi berikut ini.
12TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.10. Gaya pada gigi.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (238)
Dari gambar 2.10, dapat dilihat bahwa gaya-gaya yang bekerja pada profil roda gigi adalah
tekanan normal permukaan gigi (Fn) dan gaya tangensial (Ft) yang terjadi secara tegak lurus OA
dalam arah keliling titik A.
2.3. POROS
Poros merupakan salah satu bagian penting dari suatu mesin, hampir semua mesin
meneruskan daya bersama putaran melalui poros. Jadi poros digunakan untuk meneruskan daya
dan putaran yang akan ditransmisikan melalui kopling, roda serta puli. Beban yang terjadi pada
poros dapat berupa beban lentur dan beban puntir.
2.3.1. Macam-macam Poros
Berdasarkan penggunaan, poros untuk meneruskan daya dan putaran dapat
diklasifikasikan menjadi:
A. Spindel (Spindle)
Merupakan poros transmisi yang relatif pendek, seperti pada poros utama suatu mesin
perkakas. Dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi pada
poros ini adalah deformasi harus kecil dan bentuk ukuran harus diteliti seteliti mungkin.
13TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
B. Poros (Shaft)
yang ikut berputar untuk memindahkan daya dari mesin ke mekanisme yang
digerakkan. Beban yang bekerja pada poros ini adalah beban puntir murni dan beban
lentur.
1. Poros Luwes
Poros yang berfungsi untuk memindahkan daya dari dua mekanisme, dimana
putaran poros membentuk sudut dengan poros lainnya. Daya yang dapat
dipindahkan melalui poros ini relatif kecil.
2. Poros Transmisi (Line Shaft)
Poros transmisi adalah poros yang mendapatkan beban puntir murni maupun beban
lentur. Daya yang ditransmisikan poros ini melalui Roda gigi, Sproket rantai,
Kopling, dan Sabuk Puli.
Contoh penggunaan dari poros transmisi dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.11. Poros Transmisi.
Sumber : Umar Sukrisno ; Bagian-bagian Mesin dan Merencana (214)
14TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
3. Gandar (Axle)
Poros Axle atau gander biasanya dipasang pada roda kereta barang. Dimana potos
ini tidak mendapat beban puntir dan bahkan memang didesain untuk tidak berputar
sama sekali. Gandar hanya menerima beban lentur, kecuali pada saat awal
perputaran.
Gambar 2.12.Gandar (Axle).
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (185)
Menurut bentuknya poros dapat digolongkan :
a. Poros lurus umum.
b. Poros engkol sebagai poros utama torak.
c. Poros luwes untuk transmisi daya kecil.
4. Bahan Poros
Poros untuk mesin biasanya dibuat dari batang baja yang ditarik dan difinis dingin.
Baja karbon konstruksi mesin yang dihasilkan dari ingot yang dikill. Poros yang
dipakai meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja
paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan seperti baja
nikel, baja khrom moliden dan baja khrom.
15TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
5. Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros.
Untuk merencanakan sebuah poros dengan baik, ada beberapa hal yang harus
diperhatikan antara lain :
6. Kekuatan Poros
Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur serta gabungan dari
beban puntir dan beban lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan.
Faktor kelelahan, konsentrasi tegangan bila poros bertingkat ataupun berlekuk dan
mempunyai alur pasak harus diperhatikan.
7. Kekakuan Poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tinggi tetapi jika
kelenturan atau defleksi puntirannya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak
telitian, atau menimbulkan getaran atau suara, karena itu disamping kekuatan poros,
kekakuan poros juga harus diperhatikan.
8. Putaran Kritis
Bila putaran mesin dinaikkan maka pada suatu harga tertentu dapat terjadi putaran
yang luarbiasa besarnya. Putaran ini dinamakan putaran kritis, putaran kritis akan
menimbulkan kerusakan pada motor.
9. Bahan Poros
Bahan poros yang dipilih tergantung dari kebutuhan. Bahan poros untuk putaran
tinggi dan berat biasanya dipilih dari baja paduan dengan pengerasan permukaan.
Poros mesin ini biasanya dibuat dari baja batangan yang dikerjakan dingin dan
difinis.
10. Korosi
Untuk poros yang bekerja pada fluida korosif dan poros-poros yang terancam
kavitasi diperlukan bahan poros yang tahan korosi.
2.4 PASAK
Pasak adalah bagian dari elemen mesin yang digunakan untuk menetapkan atau
menyambung dan untuk menjaga hubungan putaran relatif antara poros dari mesin dengan
16TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
elemen seperti kopling, roda gigi, puli, sprocket, roda gila dan lain sebagainya yang dipasng pada
poros. Pada umumnya pasak digolongkan menjadi:
1. Pasak benam
2. Pasak rata
3. Pasak singgung
4. Pasak jarum
Gambar 2.13. Macam-Macam Pasak.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin (24)
Pasak yang paling utama dalam suatu perencanaan transmisi adalah jenis pasak benam
karena jenis pasak ini dapat meneruskan momen yang besar.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan pasak adalah :
a. Pasak Benam
Pada pasak benam terdapat penampang segi empat dimana terdapat bentuk yang
prigmatis dan tirus yang terkadang diberi kepala untuk mempermudah pencabutan.
b. Pasak Rata
Pada pasak rata sisi sampingnya harus tepat dengan alur pasak agar tidak goyang
dan rusak. Untuk pasak pada umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan
tarik lebih dari 60 kg/mm, jadi mungkin lebih kuat dari porosnya.
2.4 BANTALAN
17TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Bantalan adalah suatu bagian elemen mesin yang menumpu poros yang berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan poros dapat
panjang umurnya. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin
lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalannya tidak berfungsi dengan baik, maka preatasi
seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi, bantalan peran
bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan peran pondasi pada gedung.
2.2.1 Klasifikasi Bantalan
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Atas Dasar Gerakan Pada poros :
a. Bantalan Luncur
Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dengan bantalan karena
permukaan porosnya yang ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara
lapisan pelumas.
Macam-macam bantalan luncur dapat dilihat pada gambar 2.10.
Gambar 2.14. Macam-Macam Bantalan Luncur.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin
(104)
* V. Dobrovolsky, K. Zablonsky, S. Mak, A. Radchik and L. Eklikh ; Machine Elements
A Texs Book (442)
b. Keunggulan Bantalan Luncur
Sesuai untuk beban berat dan putaran tinggi.
18TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
a. bantalan radial porlos e. bantalan radial ujung
Kemampuan peredaman baik.
c. Kelemahan Bantalan Luncur
Dibutuhkan momen awal yang besar.
Memerlukan pendinginan yang khusus.
Jenis Bantalan Luncur Terhadap Posisi Poros :
1. Bantalan Aksial.
2. Bantalan Radial.
3. Bantalan Khusus.
2.2.1.1 Bantalan Gelinding
Pada bantalan ini terjadi gerakan gelinding antara bagian utama yang berputar dan bagian
yang diam, melalui komponen gelinding yang berbentuk bola, roll jarum dan roll bulat.
Macam-macam bantalan gelinding dapat dilihat pada gambar 2.11.
A. Keunggulan Bantalan Gelinding :
a. Sesuai untuk beban berat dan putaran rendah.
b. Pelumasan sederhana.
B. Kelemahan Bantalan Luncur :
a. Konstruksi rumit
b. Menimbulkan suara gaduh pada putaran yang tinggi.
C. Jenis Bantalan Luncur Terhadap Posisi Poros :
a. Bantalan Aksial.
b. Bantalan Radial.
D. Bantalan Gelinding Menurut Komponen Gelinding :
a. Bantalan Bola.
b. Bantalan Roll.
19TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
gambar 2.15. Macam-Macam Bantalan Gelinding. Sumber : V. Dobrovolsky, K. Zablonsky, S. Mak, A.
Radchik and L. Eklikh ; Machine Elements A Texs Book (445-446)
E. Atas Dasar Beban Terhadap Poros :
a. Bantalan Aksial.
Arah beban yang mampu ditumpu oleh bantalan aksial hanya beban yang
tegak lurus terhadap sumbu poros.
b. Bantalan Radial.
Arah beban yang mampu ditumpu oleh bantalan aksial hanya beban yang
sejajar terhadap sumbu poros.
c. Bantalan Gelinding Khusus.
Bantalan ini sanggup menumpu baik beban yang sejajar sumbu poros
maupun selama arah tegak lurus sumbu poros.
2.2.1.2 Perbandingan Antara Bantalan Lurus dan Bantalan Gelinding :
a. Bantalan Lurus :
Mampu menumpu poros dengan putaran tinggi dan beban besar.
20TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Konstruksi sederhana dan mudah dipasang serta mudah dibuat.
Gesekan besar sehingga perlu momen awal yang besar.
Pelumasan tidak sederhana (rumit).
Panas yang ditimbulkan besar sehingga perlu pendinginan khusus.
Dapat meredam tumbukan dan getaran.
Tingkat ketelitian rendah.
b. Bantalan Gelinding :
Beban yang sanggup diterima relatif kecil jika dibandingkan dengan bantalan luncur,
sangat tergantung pada bentuk elemen gelindingnya.
Konstruksi Rumit dan perlu ketelitian yang tinggi.
Gesekan yang ditimbulkan sangat rendah.
Pelumasan sederhana, dengan memakai pelumas gemuk, bahkan jika menggunaka sil
sendiri tidak perlu pelumasan.
Putaran dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding.
Suara yang ditimbulkan agak gaduh, terutama pada putaran tinggi.
2.2.1.3 Bahan Bantalan
Kita dapat mengklasifikasikan bahan bantalan menjadi dua, yaitu bahan logam dan bahan non
logam. Bahan bantalan yang digunakan sangat mempengaruhi kemampuan beban dan konstruksi
yang mampu diterima oleh bantalan. Berikut ini sebagian contoh dari spesifikasi bantalan :
A. Logam
1. Logam Putih (Babit)
a. Sesuai untuk gesekan luncur.
b. Tidak sesuai untuk beban tiba-tiba (impac)
c. Harga P yang diijinkan sekitar 300 N/cm2.
2. Perunggu, Timah Putih dan Besi Tuang Merah
a. Sesuai untuk beban tinggi dan temperatur tinggi.
b. Harga P yang diijinkan 800-2000 N/cm2.
3. Besi Tuang Kelabu
a. Memiliki angka kekerasan yang tinggi.
21TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
b. Kurang sesuai untuk poros ringan.
4. Kuningan
a. Dipakai untuk bantalan khusus.
b. Tidak tahan aus.
5. Baja
a. Sesuai untuk putaran tinggi dan beban tinggi.
b. Angka kekerasan dibawah besi tuang.
B. Non Logam
a. Bahan plastik yang dipress.
1) Sesuai untuk pesawat angkut dan ban berjalan.
2) Putaran baik dan keausan kecil.
3) Sesuai untuk keccepatan rendah.
b. Polimida
a) Tahan korosi.
b) Mampu melumasi sendiri.
c. Teflon
a) Gesekan rendah.
b) Mampu berputar tanpa media pelumasan.
d. Kayu Keras
a) Sesuai untuk kecepatan rendah.
b) Biasanya digunakan untuk mesin tenun/pintal.
e. Karet Lunak
Biasanya digunakan pada pompa.
f. Batu Permata
Digunakan pada jam tangan dan alat-alat industri kimia.
g. Bahan Plastik dan Baja Dilapis Email
Digunakan untuk industri kimia.
h. Karbon dan Grafit
22TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Sesuai untuk temperatur tinggi.
i. Gesekan yang terjadi kecil sehingga tidak mudah aus.
2.6 PELUMASAN
Pelumasan adalah suatu bentuk perawatan mesin dengan cara memberi cairan pelumas, guna
mendukung kerja dari mesin. Adapun tujuan dari pelumasan adalah :
a. Mengurangi panas dan membawa panas akibat gesekan.
b. Mengurangi gesekan dan keausan antara elemen yang bergerak secara bersinggungan.
c. Mencegah korosi.
d. Mencegah masuknya kotoran (debu) kedalam elemen yang bergerak dan bergesekan.
Cara melakukan pelumasan :
2.6.1. Pelumasan Gemuk.
Pelumasan gemuk dilakukan dengan cara memasukkan gemuk melalui lubang atau nipel.
Pelumasan gemuk yang baik dapat memperpanjang umur elemen.
Gambar 2.16. Sistem Pelumasan Gemuk.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan
dan Pemilihan Elemen Mesin (157&159
2.6.2. Pelumasan Minyak.
Pelumasan minyak dilakukan dengan cara celup atau merendam sebagian elemen dengan
minyak pelumas atau dengan cara lain yaitu sistem semprot atau sembur. Pelumasan ini cocok
23TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
untuk kecepatan tinggi (putaran tinggi) dan sering digunakan pada temperatur tinggi. Contoh
penggunaan sistem pelumasan minyak dapat dilihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.17. Sistem Pelumasan Minyak.
Sumber : Sularso&Kiyokatsu Suga ; Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin
(158)
* V. Dobrovolsky, K. Zablonsky, S. Mak, A. Radchik and L. Eklikh ; Machine Elements
A Texs Book (443)
2.7. KOROSI
Pencegahan korosi yaitu proses terjadinya perubahan permukaan secara kimia dari
sebuah mesin, mempengaruhi pemilihan dari bahan elemen tersebut dan juga pasangannya,
selain itu juga mempengaruhi konstruksi dan tahapan-tahapan pembuatannya.
A. Korosi secara kimiawi paling sering terjadi dengan terbentuknya ikatan oksigen karena
bereaksi dengan air, gas, asam, dan alkalis, begitu juga dengan zat-zat kimia lainnya.
Sebagai penangkal korosi digunakan pelumas yang akan menimbulkan lapisan pelindung
pada elemen. Ada juga cara lain yaitu dengan memadukan baja dengan tambahan Cr dan
Cu atau besi cor kelabu dengan S dan Si.
B. Pada korosi yang terjadi secara elektrokimiawi akan terbentuk elemen lokal galvanik
diantara logam-logam.
a. Gejala-gejala Korosi.
Penampilan korosi dapat dikenali dari luar dengan meratanya permukaan korosi,
lubang-lubang, dan melemahnya struktur.
b. Sifat-sifat Korosi Pada Logam-logam :
24TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Pelumasan minyak dengan merendam
1) Besi (Fe)
Besi lebih mudah berkarat di udara, air, lautan dan asam, tetapi tidak mudah
berkarat pada air keras, alkalis, konsentrat asam nitrat karena akan membentuk
suatu lapisan pelindung dengan sendirinya.
2) Alumunium dan Paduan Al.
Alumunium dan paduannya tidak mudah berkarat seperti pada besi karena adanya
lapisan pelindung pada permukaannya.
3) Magnesium (Mg)
Magnesium menutupi permukaannya dengan lapisan oksida dan tahan korosi
terhadap asam Fluorid dan basa sampai pada temperatur 120°C.
4) Timah
Timah tahan terhadap udara, air laut dan asam lemak sehingga banyak dipakai
pada industri makanan.
5) Tembaga (Cu)
Tembaga tahan terhadap udara, gas, air laut dan juga terhadap asam, basa dan
garam.
6) Nikel (Ni)
Nikel sama seperti tembaga, tetapi dalam keadaan panas tidak tahan terhadap gas
belerang.
7) Platinum, Emas, Perak.
Platinum, Emas dan Perak tahan terhadap korosi, hanya saja perak dapat berubah
menjadi hitam kalau terkena H2S, belerang, asam nitrat, dan oleh zat-zat oksidan
lainnya.
2.8 SISTEM PENGERJAAN
2.8.1. Toleransi
Toleransi adalah perbedaan dua batas baik ke atas maupun ke bawah, yang diijinkan
karena suatu ukuran yang tepat sempurna tidak dapat dicapai. Hal ini bertujuan supaya suatu
25TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
komponen dapat memenuhi persyaratan, meskipun sebenarnya ukurannya tidak tepat. Untuk
memudahkan, maka ditentukan sebuah ukuran dasar dari komponen dan milai penyimpangan
yang diijinkan (toleransi) ditambahkan atau dikurangkan dari ukuran tersebut. Untuk hal ini ada
suatu aturan standart yang harus dipatuhi yaitu Toleransi Internasional atau biasa disebut “IT”.
Gambar 2.18. Toleransi.
Sumber : Takesi Sato & N. Sugiarto H. ; Menggambar Mesin Menurut Standart ISO (127)
2.8.2. Suaian
Suaian adalah perbedaan ukuran yang diijinkan dalam suatu rangkaian komponen yang
dipasangkan, dimana perbedaan komponen satu dan lainnya masing-masing berada dalam satu
daerah toleransi. Sistem suaian dapat digolongkan menjadi dua yaitu system suaian poros dan
sistem suaian poros dan sistem suaian lubang. Terdapat tiga jenis suaian yang diakui yaitu :
A. Suaian Longgar.
Suaian ini terjadi bila daerah toleransi poros terletak di bawah daerah toleransi lubang.
B. Suaian Pas
Suaian pas terjadi bila daerah toleransi lubang dan poros saling menutupi.
C. Suaian Paksa.
Suaian paksa terjadi apabila daerah toleransi poros terletak pada daerah toleransi dari
lubang.
26TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gambar 2.19. Suaian.
Sumber : Takesi Sato & N. Sugiarto H. ; Menggambar Mesin Menurut Standart ISO (127)
Pemilihan suaian yang akan diterapkan haruslah sesuai dengan syarat fungsional atau
syarat kerja komponen. Contoh : untuk memasang bantalan haruslah dengan suaian paksa,
sedangkan untuk bagian-bagian yang presisi haruslah mengginakan suaian pas.
2.9 PROSES PENGERJAAN
2.9.1 Proses Pengerjaan pada poros
Pengerjaan benda kerja untuk poros adalah proses yang biasanya dilakukan pada mesin bubut
dengan menggunakan pahat bermata potong tunggal, dimana gerak potong berupa putaran
benda kerja dan gerak makan berupa gerakan translasi pahat.
27TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gbr .2.20 Sistim pengerjaan pada poros
2.9.2 Proses pengerjaan pada pasak
Proses pengerjaan pada pasak biasanya dilakukan pada mesin freis dengan menggunakan
pahat jarak, dimana gerak potongnya berupa putaran, sedangkan gerak makannya berupa
gerak translasi dari benda kerja.
Gbr .2.21 Jenis pahat freis dan cara freis dilakukan
2.9.3 Proses pengerjaan pada pulley
Proses pengerjaan pada pulley adalah proses yang bisa dilakukan untuk pembuatan mur
dan baut pada pada pulley dengan mengebor sistim kerjanya pahat berupa mata bor
berputar dan menekan benda kerja lalu menyayatnya.
28TUGAS ELEMEN MESIN I/II FT MESIN UNMER MALANG
Gbr .2.22 Proses pengerjaan pada pulley
2.10 SISTEM SAMBUNGAN
2.10.1 Mur dan Baut
Baut digolongkan menurut kepalanya yaitu segi enam, soket segi enam dan kepala
persegi. Dari fungsinya baut dapat digolongkan menjadi baut penjepit, baut untuk pemakaian